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【激光焊接技术】新能源汽车制造的关键性技术

来源:爱游戏APP官网下载激光    日期:2023/05/05

  汽车制造商面临着激烈的竞争,他们必须找到削减成本的方法,特别是在电池制造方面。这意味着生产线必须变得更快、更高效。假设制造商已经用尽了生产线自动化的所有潜力,那么只有一个方法可以实现这两个目标了 —— 通过部署更强大的激光器、具有更强的光束整形能力、更复杂的传感器,以及超精确的动态焊接加工头。当然,这也需要大量的工艺知识。

【激光焊接技术】新能源汽车制造的关键性技术


  在电动汽车当中,电池系统成本占整车成本的比例接近50%,制造过程中的加工质量决定了电池的储电能力和使用寿命,爱游戏APP官网下载的激光加工技术能够提高焊接质量和生产效率,减少焊接过程的飞溅,提爱游戏APP官网下载池制造的可靠性、一致性和良品率,提升电动汽车续航能力。激光焊接技术正在成为新能源汽车及其零部件在生产加工过程中的关键性技术,它被誉为“最亮的光,最快的刀,最准的尺”,在可靠性、精度和效率方面都具有突出的优势。
  以当前比较主流的扁线驱动电机为例,其涉及的激光工艺包括电机硅钢片焊接、hairpin扁线的去漆和焊接,以及电机汇流排的焊接。激光的高重复性和高可靠性,能够保证电机在大批量生产中始终获得优异导电性能。比如在扁铜线去漆工艺中,脉冲激光消融是一种非常经济可靠的工艺方案,与机械工艺(如刨削和铣削)相比,激光加工的去漆效率可以提升80%以上。
  在车身领域,激光焊接早已威名四方,现如今,灵活、自动化、生产成本低等诸多优势使得激光的应用拓展得更宽,从总成、白车身、到座椅内饰等汽车零部件的生产车间,几乎都能看到激光应用。不管新能源汽车还是传统燃油车,以能够同时满足强度和减重/减薄两大要求的车身热成形件为例,目前主机厂和零部件厂商的主流选择是三维激光切割。

新能源电池激光焊接

激光焊接设备在锂电池焊接运用范围:
  1、电池防爆阀焊接
  电池的防爆阀是电池封口板上的薄壁阀体,当电池内部压力超过规定值时,防爆阀阀体破裂,避免电池爆裂。安全阀结构巧妙,这道工序对激光焊接工艺要求极为严格。没有采用连续激光焊接之前,电池防爆阀的焊接都是采用脉冲激光器焊接,通过焊点与焊点的重叠和覆盖来实现连续密封焊接,但焊接效率较低,且密封性相对较差。采用连续激光焊接可以实现高速高质量的焊接,焊接稳定性、焊接效率以及良品率都能够得到保障。
  2、电池极耳焊接
  极耳通常分为三种材料,电池的正极使用铝(Al)材料,负极使用镍(Ni)材料或铜镀镍(Ni-Cu)材料。在动力电池的制造过程中,其中的一个环节是将电池极耳与极柱焊接到一起。在二次电池的制作中需要将其与另外一铝制的安全阀焊接在一起。焊接不仅要保证极耳与极柱之间的可靠连接,而且要求焊缝平滑美观。
  3、电池极带点焊
  电池极带使用的材质包括纯铝带、镍带、铝镍复合带以及少量的铜带等。电池极带的焊接一般使用脉冲焊接机,随着IPG公司QCW准连续激光器的出现,其在电池极带焊接上也得到了广泛的应用,同时由于其光束质量好、焊斑能够做到很小,其在应对高反射率的铝带、铜带以及窄带电池极带(极带宽度在1.5mm以下)的焊接有着独特的优势。

电池激光焊接设备


  4、动力电池壳体与盖板封口焊接
  动力电池的壳体材料有铝合金和不锈钢,其中采用铝合金的最多,一般为3003铝合金,也有少数采用纯铝。不锈钢是激光焊接性最好的材质,无论是脉冲还是连续激光都能够获得外观和性能良好的焊缝。使用连续激光器焊接薄壳锂电池,效率可以提升5~10倍,且外观效果和密封性更好。因此有逐渐取代脉冲激光器在这个应用领域的趋势。
  5、动力电池模组及pack焊接
  动力电池之间的串并联一般通过连接片与单体电池的焊接来完成,正负极材质不同,一般有铜和铝2种材质,由于铜和铝之间采用激光焊接后形成脆性化合物,无法满足使用要求,通常采用超声波焊接外,铜和铜、铝和铝一般均采用激光焊接。同时,由于铜和铝传热均很快,且对激光反射率非常高,连接片厚度相对较大,因此需要采用较高功率的激光器才能够实现焊接。

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